Am 12. Januar 2025 haben Forschende der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg einen bedeutenden Fortschritt in der Grundlagenforschung über den Schimmelpilz Aspergillus fumigatus erzielt. Sie identifizierten ein wichtiges Pheromon, das eine zentrale Rolle im sexuellen Zyklus dieses opportunistischen Erregers spielt. Diese Entdeckung könnte nicht nur das Verständnis der sexuellen Fortpflanzung bei Pilzen erweitern, sondern auch bedeutende Implikationen für den Umgang mit Aspergillose haben, einer potenziell tödlichen Infektion, die insbesondere immungeschwächte Personen betrifft. Prof. Dr. Sven Krappmann und ein internationales Team haben das geschlechtsspezifische Pheromon, bekannt als a-Faktor, erfolgreich identifiziert und dessen Funktion in den Fortpflanzungsprozessen bestimmt.
Die sexuelle Fortpflanzung bei Pilzen erfolgt durch die Ausschüttung von Pheromonen, die von speziellen Rezeptoren erkannt werden. Bislang war unklar, ob ein Pheromon wie der a-Faktor existiert. Die Identifizierung dieses Pheromons schließt eine bedeutende Wissenslücke zur sexuellen Vermehrung von Schlauchpilzen. Aktiv werden diese Pheromone in einer Art und Weise freigesetzt, die die Wechselwirkungen zwischen den Pilzen beeinflusst und die Bildung von sexuellen Fruchtkörpern, auch Kleistothezien genannt, fördert. A. fumigatus wurde bereits 2009 als Sexualpartner in diesen Prozessen erkannt, doch die genaue Molekularbiologie hinter diesem Vorgang blieb bis jetzt unzureichend verstanden. FAU berichtet, dass diese neuen Erkenntnisse auch für künftige Studien zur Artenbildung im Pilzreich und den Schutz vor falschen Paarungen relevant sind.
Gesundheitliche Risiken durch Aspergillus fumigatus
Aspergillus fumigatus ist nicht nur ein wichtiger Bestandteil der Umwelt, sondern auch ein ernstzunehmender Luftkeim. Besonders für immunsupprimierte Patienten kann dieser Pilz zu schweren, invasiven Infektionen führen, deren Sterberate erschreckend hoch ist. Laut Berichten im Bereich klinischer Mikrobiologie kann dies zu einer Mortalitätsrate von bis zu 100 % bei schwer betroffenen Patienten führen. Die öffentliche Gesundheitsforschung weist darauf hin, dass jährlich geschätzte 16 Millionen Fälle von Lungeninfektionen verursacht durch A. fumigatus auftreten, was zu Hunderttausenden von Todesfällen führt.
Ein zentrales Problem in der Behandlung von Aspergillose sind die wachsende Resistenz gegen übliche Fungizide, insbesondere gegen Triazole. Hierbei sind spezifische Mutationen im CYP51A-Gen die Hauptursache für die Resistenz. Neueste Forschungsergebnisse zeigen, dass auch resistente Isolate mit wildtypischem CYP51A auftreten, was die Diagnostik und Therapie erschwert. In Anbetracht dieser Herausforderungen sind neue Ansätze zur Behandlung von azol-resistenten Isolaten dringend erforderlich. Die wissenschaftliche Community arbeitet intensiv daran, effektive Strategien zu entwickeln, um die Ausbreitung von Resistenzen zu kontrollieren und die Behandlungsergebnisse zu verbessern.
Ausblick auf zukünftige Forschung
Die neuen Erkenntnisse über das Pheromon a-Faktor und die Mechanismen der sexuellen Fortpflanzung bei A. fumigatus bieten potenziell wegweisende Ansätze für zukünftige Forschung. Das Verständnis darüber, wie sich dieser Pilz sexuell vermehrt, kann entscheidend dazu beitragen, die Risikofaktoren, die zur Entstehung neuer, pathogenem Stämme führen, besser zu kontrollieren. Fortschritte in der genetischen Engineering und neue Tiermodelle könnten helfen, die Mechanismen der Resistenz und der immunologischen Reaktionen auf A. fumigatus eingehender zu erforschen. Die anhaltende Forschung in der Mykologie ist unerlässlich, um den Herausforderungen von invasiven Pilzinfektionen, verstärkt durch die COVID-19-Pandemie, wirksam entgegenzutreten.
